CN204256767U - 一种设备管理电子标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种设备管理电子标签，包括标签电路，标签电路包括微控制器、射频电路、电源模块和设备电流检测电路，设备电流检测电路包括市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口，标签电路的元器件分开布置在两块电路板上，设备电流检测电路的市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口布置在第一电路板上，微控制器、射频电路的RF芯片和电源模块布置在第二电路板上，设备电流检测电路的信号输出接口通过FPC接微控制器。本实用新型不仅能够实时采集设备工作电流判断设备的工作状态，对设备的运行状态进行实时监控，而且尺寸较小，可以集成到电子设备电源线的插头中，不需要另外进行安装。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及电子标签，尤其涉及一种设备管理电子标签。
[背景技术]
固定资产管理是企业经营管理的一部分，是企业经营管理的基础。近年来，随着国民经济的快速发展，企业固定资产的数量、品种和价值都有了迅速的增长。固定资产管理的好坏直接影响着企业的运营和发展，而企业固定资产的复杂性和分散性使得企业的固定资产管理更具挑战性。很长时间以来，企业因为管理手段落后和管理方式粗放等原因，固定资产管理一直是企业管理的薄弱环节。
目前，资产管理的信息化已得到较大发展，很多企业已采用RFID电子标签和一维/二维条码等技术来进行设备管理，如每台设备通过分配一个识别号，通过固定式或手持式阅读器读取设备识别信息，上传给系统统计分析来管理固定资产。例如，申请号为201310387820.6的发明申请公开了一种基于物联网感知的煤矿设备管理系统，包括便携式读写器、信息管理平台以及贴附于煤矿设备上的电子标签，其中，便携式读写器具有电子标签读取模块、设备信息存储模块和电子标签修改模块，电子标签读取模块能够识别并读取范围之内的电子标签，设备信息存储模块能够存储电子标签读取模块所读取到的设备信息，电子标签修改模块能够对范围之内的电子标签中的记载信息进行写入修改；信息管理平台具有设备信息数据库，并能够跟便携式读写器进行数据连接从而组成数据网络，贴附于煤矿设备上的电子标签能够存储煤矿设备的相关信息。
现有的设备管理电子标签由射频电路、微控制器及电池组成，由主控软件定时将ID及其他用户信息打包从射频电路发送给阅读器。传统的基于电子标签的设备管理系统仅能统计设备的存在和数量，无法对设备的运行状态、设备利用率以及所处的位置状态等更精细的设备信息进行有效的管理。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实时提供设备运行状态，而且结构尺寸较小的电子标签。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种设备管理电子标签，包括标签电路，标签电路包括微控制器、射频电路、电源模块和设备电流检测电路，设备电流检测电路包括市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口，标签电路的元器件分开布置在两块电路板上，设备电流检测电路的市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口布置在第一电路板上，微控制器、射频电路的RF芯片和电源模块布置在第二电路板上，第一电路板设备电流检测电路的信号输出接口通过FPC接第二电路板的微控制器。
以上所述的设备管理电子标签，包括外壳和电力输入电缆，电力输入电缆的一端固定在外壳上；外壳包括电力输出插头，第一电路板和第二电路板平行地固定在外壳的腔体中；第一电路板靠近外壳的电力输出插头，第一电路板的电力输出接口与电力输出插头中的导电端子电连接，电力输入接口与电力输入电缆电连接。
以上所述的设备管理电子标签，设备电流检测电路包括电流采样电阻和检测模块，电流采样电阻串联在市电输入接口与电力输出接口之间，电流采样电阻的两端分别接检测模块的两个输入端，检测模块的输出接口通过FPC接第二电路板的微控制器。
以上所述的设备管理电子标签，标签电路包括振动传感器，振动传感器布置在第二电路板上，振动传感器的信号输出端接微控制器。
以上所述的设备管理电子标签，标签电路包括插拔感知开关，插拔感知开关布置在第一电路板上，一端接微控制器，另一端接地；插拔感知开关包括杆状的触发按键，电力输出插头侧边的外壳上包括按键孔，第二电路板包括按键孔，插拔感知开关杆状的触发按键的端部穿过第二电路板的按键孔和外壳上的按键孔，露在外壳的外面。
以上所述的设备管理电子标签，标签电路包括AC/DC转换电路，电源模块包括电池、降压电路和电源切换电路；AC/DC转换电路布置在第一电路板上，输入端接市电输入接口，第一输出端接检测模块的电源输入端，第二输出端通过所述的FPC接第二电路板上的电源切换电路的第一输入端；电池输出端通过降压电路接电源切换电路的第二输入端，电源切换电路的输出端接微控制器和射频电路的电源输入端。
以上所述的设备管理电子标签，射频电路的天线固定在靠近第二电路板外壳的内壁上。
本实用新型不仅能够实时采集设备工作电流的大小来判断设备的工作状态，通过RFID无线通信上报信息到后台，对设备的运行状态进行实时监控，而且尺寸较小，可以集成到电子设备电源线的插头中，不需要另外进行安装。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例设备管理电子标签的框图。
图2是本实用新型实施例设备管理电子标签的主视图。
图3是图2中的A向剖视图。
图4是图2中的B向剖视图。
图5是图2中的C向剖视图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例设备管理电子标签的结构如图1至图5所示，包括标签电路、外壳和电力输入电缆13，电力输入电缆13的一端固定在外壳上。
标签电路包括微控制器(MCU)、射频电路、电源模块和设备电流检测电路，设备电流检测电路包括市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口，标签电路的元器件分开布置在两块电路板上，设备电流检测电路的市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口布置在第一电路板3上，微控制器、射频电路的RF芯片和电源模块布置在第二电路板4上，第一电路板3上的设备电流检测电路的信号输出接口通过柔性电路板5(FPC)接第二电路板4上的微控制器。
外壳包括相互扣合的上壳1和下壳2，下壳2有一个电力输出插头201，第一电路板3和第二电路板4平行地固定在外壳的腔体中。第一电路板3安装在下壳2中，靠近电力输出插头201，第二电路板4安装在上壳1中。第一电路板3的电力输出接口与电力输出插头201中的导电端子11电连接，第一电路板3的电力输入接口与电力输入电缆13电连接。
射频电路的天线12固定在上壳1的内壁上。
微控制器为瑞萨R5F100AC，该微控制器功耗低，尺寸小(30Pin SSOP封装)，资源丰富，价格便宜。
2.4G RF射频电路完成无线通信功能。微控制器通过SPI口，控制射频电路的收发功能，并利用它上报信息、远程升级等。
本实施例的射频电路采用业界高性能的RF芯片，nRF24l01+是一颗集成RF收发功能的芯片，外围电路设计简单，使用方便。其芯片内部完成了RF大部分功能，包括CRC校验、数据自动打包发送、自动解包、自动接收ACK等。数据率在250kbps时，接收灵敏度可以达到-94dBm，最大发射功能率为0dBm。在2.4G有源RFID应用领域里面，普遍能做到100米识别距离。该芯片还是超低功耗RF芯片，0dBm输出时，只有11.3mA，而接收时只有13.5mA＠2Mbps。
设备电流检测电路包括电流采样电阻和检测模块，电流采样电阻10串联在市电输入接口与电力输出接口之间，电流采样电阻的两端分别接检测模块的两个输入端，检测模块的输出接口通过柔性电路板5(FPC)接第二电路板4上的微控制器。
本实施例的检测模块采用单相高性能电能检测芯片，可以通过测量功率的方法来测量电流。单相高性能电能检测芯片内部集成专用ADC和增益放大器，并配有专用DSP处理器，只需通过SPI口就可以完成对功率的测量，且具有精确度高、成本低、体积小的优点。
电源模块包括AC/DC转换电路、一次性锂电池7、降压电路和电源切换电路。AC/DC转换电路布置在第一电路板3上，输入端接市电输入接口，第一输出端接检测模块的电源输入端，第二输出端通过柔性电路板5(FPC)接第二电路板4上的电源切换电路的第一输入端；电池7的输出端通过降压电路(3.3V LDO)接电源切换电路的第二输入端，电源切换电路的输出端接微控制器和射频电路的电源输入端。
当电源线的输入接口断电时，电子标签由锂电池7供电，当电源线的输入接口连接市电时，电子标签由转换电路供电，实现转换电路和锂电池供电的自动切换。
本实施例的设备管理电子标签由电池结合开关电源供电，根据交流电的连接情况，自动切换交流或电池供电。当接有交流电输入时由外部交流供电，交流电断电时由锂电池供电给MCU和射频电路。综合的供电方式可以有效地提高锂电池的使用寿命。
设备管理电子标签包括一个插拔感知开关9，插拔感知开关9布置在第一电路板3上，一端接微控制器，另一端接地；插拔感知开关9包括杆状的触发按键8，电力输出插头201侧边的外壳上有一个按键孔，第二电路板4上也有按键孔，插拔感知开关9杆状的触发按键8的端部穿过第二电路板4的按键孔和外壳上的按键孔，露在外壳的外面。
本实施例采用插头外壳嵌入电子开关方式，当电力输出插头201插入设备电源座时压住插拔感知开关9的触发按键8，拔出插头201时电子开关的触发按键8弹起，触发插拔信号。插拔感知开关9用以感知设备电缆13线和电子标签是否被拆卸。插拔感知开关9连接微控制器的中断IO口，微控制器感知到电缆13线被拆装后，立即触发报警和信息上报。
设备管理电子标签包括振动传感器，振动传感器布置在第二电路板4上，振动传感器的信号输出端接微控制器。
振动传感器的作用是位置检测，感知设备是否在移动。振动传感器采用机械(弹簧)振动技术，连接到微控制器的外部中断输入，受到振动时可以立刻唤醒微控制器，微控制器感知到振动后，立即发出报警和信息上报。
微控制器的嵌入式软件主要由电流检测模块驱动、振动传感器和拆装感应传感器驱动、射频芯片驱动、通信协议以及主控组成。主控定期读取电流检测芯片电流采样数据、振动传感器和拆装感应传感器的采样数据，打包将数据通过射频电路发送给阅读器。
本实用新型以上实施例采用高精度的电流检测模块以0.1％-0.2％的精度采集交流电流的数据，系统可以依据采集到的电流数据判断出该设备是否在运行，在上传电流数据的同时将振动和拆装数据上传，同时为系统提供了判断设备是否正在移动，设备的电源线是否被拆除等信息。
本实用新型以上实施例的设备管理电子标签采用分体式的电路板，尺寸较小，可以集成到电子设备电源线的插头201中，不需要另外占用安装空间。
Claims (7)
1.一种设备管理电子标签，包括标签电路，标签电路包括微控制器、射频电路和电源模块，其特征在于，包括设备电流检测电路，设备电流检测电路包括市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口，标签电路的元器件分开布置在两块电路板上，设备电流检测电路的市电输入接口、电力输出接口和设备电流检测电路的信号输出接口布置在第一电路板上，微控制器、射频电路的RF芯片和电源模块布置在第二电路板上，第一电路板设备电流检测电路的信号输出接口通过FPC接第二电路板的微控制器。
2.根据权利要求1所述的设备管理电子标签，其特征在于，包括外壳和电力输入电缆，电力输入电缆的一端固定在外壳上；外壳包括电力输出插头，第一电路板和第二电路板平行地固定在外壳的腔体中；第一电路板靠近外壳的电力输出插头，第一电路板的电力输出接口与电力输出插头中的导电端子电连接，电力输入接口与电力输入电缆电连接。
3.根据权利要求2所述的设备管理电子标签，其特征在于，设备电流检测电路包括电流采样电阻和检测模块，电流采样电阻串联在市电输入接口与电力输出接口之间，电流采样电阻的两端分别接检测模块的两个输入端，检测模块的输出接口通过FPC接第二电路板的微控制器。
4.根据权利要求2所述的设备管理电子标签，其特征在于，标签电路包括振动传感器，振动传感器布置在第二电路板上，振动传感器的信号输出端接微控制器。
5.根据权利要求2所述的设备管理电子标签，其特征在于，标签电路包括插拔感知开关，插拔感知开关布置在第一电路板上，一端接微控制器，另一端接地；插拔感知开关包括杆状的触发按键，电力输出插头侧边的外壳上包括按键孔，第二电路板包括按键孔，插拔感知开关杆状的触发按键的端部穿过第二电路板的按键孔和外壳上的按键孔，露在外壳的外面。
6.根据权利要求3所述的设备管理电子标签，其特征在于，标签电路包括AC/DC转换电路，电源模块包括电池、降压电路和电源切换电路；AC/DC转换电路布置在第一电路板上，输入端接市电输入接口，第一输出端接检测模块的电源输入端，第二输出端通过所述的FPC接第二电路板上的电源切换电路的第一输入端；电池输出端通过降压电路接电源切换电路的第二输入端，电源切换电路的输出端接微控制器和射频电路的电源输入端。
7.根据权利要求2所述的设备管理电子标签，其特征在于，射频电路的天线固定在靠近第二电路板外壳的内壁上。
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